BMIs , rốt cuộc nó là cái gì vậy ?

Với nhiều tên gọi khác nhau như: brain–computer interface (BCI), neural control interface (NCI), hay mind–machine interface (MMI) etc.  BMIs như là một con đường giao tiếp trực tiếp giữa bộ não  và thiết bị bên ngoài. BMIs thường hướng vào việc nghiên cứu, lập bản đồ, hỗ trợ, bổ sung hoặc sửa chữa các chức năng của nhận thức hoặc cảm giác-vận động của con người.
Nghiên cứu về BMIs bắt đầu vào những năm 1970 tại Đại học California, Los Angeles (UCLA) dưới sự tài trợ của Quỹ Khoa học Quốc gia, sau đó là hợp đồng từ DARPA. Các bài báo được xuất bản sau nghiên cứu này cũng đánh dấu sự xuất hiện đầu tiên của giao diện não - máy tính biểu hiện trong tài liệu khoa học.
Do tính dẻo của vỏ não, các tín hiệu từ các bộ phận giả được cấy ghép sau khi thích ứng có thể được não xử lý giống như các kênh cảm biến hoặc hiệu ứng tự nhiên.  Sau nhiều năm thử nghiệm trên động vật, các thiết bị thần kinh đầu tiên được cấy vào người đã xuất hiện vào giữa những năm 1990. Gần đây, các nghiên cứu về tương tác giữa con người và máy tính thông qua ứng dụng học máy với các tính năng thống kê thời gian trích xuất từ thùy trán, dữ liệu sóng não EEG đã cho thấy mức độ thành công cao trong việc phân loại các trạng thái tinh thần (Thư giãn, Trung lập, Tập trung),  cảm xúc tâm thần trạng thái (Âm tính, Trung tính, Dương tính) [và rối loạn nhịp tim đồ thị.
BMI có tiềm năng giúp những người mắc một loạt các rối loạn lâm sàng. Ví dụ, các nhà nghiên cứu đã chứng minh khả năng kiểm soát thần kinh của con người đối với các con trỏ máy tính , các chi của robot , và bộ tổng hợp giọng nói  sử dụng không quá 256 điện cực. Mặc dù những thành công này cho thấy rằng thông tin có độ trung thực cao có thể chuyển giao giữa não và máy móc, sự phát triển của chỉ số BMI đã bị hạn chế nghiêm trọng do không có khả năng ghi lại từ số lượng lớn tế bào thần kinh. Các phương pháp tiếp cận không xâm lấn có thể ghi lại mức trung bình của hàng triệu tế bào thần kinh thông qua hộp sọ, nhưng tín hiệu này bị bóp méo và không đặc hiệu . Các điện cực xâm lấn được đặt trên bề mặt của vỏ não có thể ghi lại các tín hiệu hữu ích, nhưng chúng bị hạn chế ở chỗ chúng làm trung bình hoạt động của hàng nghìn tế bào thần kinh và không thể ghi lại tín hiệu sâu trong não. Hầu hết BMI đã sử dụng các kỹ thuật xâm lấn vì việc đọc chính xác nhất các biểu diễn thần kinh yêu cầu ghi lại các điện thế hoạt động đơn lẻ từ các tế bào thần kinh trong các nhóm phân tán, liên kết chức năng.

Human Brain , what is inside them ?

Thực sự để mà nói nếu chúng ta không hiểu cái này và cơ chế của nó thì sẽ rất khó để xây dựng BMIs.  Vậy nó là cái gì ?
Cái này


Cái thứ trông có vẻ kỳ cục này là vật thể phức tạp nhất được biết đến trong vũ trụ  nặng 1.36077711 kilograms so với thứ mà nhà kỹ thuật học thần kinh Tim Hanson gọi là “một trong những vật chất tự cấu trúc, có cấu trúc và dày đặc nhất từng được biết đến.” Bộ não khi chỉ hoạt động trên 20 watt điện (một máy tính mạnh mẽ tương đương chạy trên 24.000.000 watt).
Bộ não cũng là điều mà giáo sư Polina Anikeeva của MIT gọi là “bánh pudding mềm mà bạn có thể xúc bằng thìa”. Bác sĩ phẫu thuật não Ben Rapoport mô tả nó với  một cách khoa học hơn, là “ở đâu đó giữa bánh pudding và jello.” Ông giải thích rằng nếu bạn đặt một bộ não trên bàn, lực hấp dẫn sẽ làm cho nó mất hình dạng và hơi dẹt ra, giống như một con sứa. Chúng ta thường không nghĩ bộ não mềm mại như vậy, bởi vì nó thường lơ lửng trong nước.
Giáo sư Jeff Lichtman, thậm chí đưa ra nhận định đặc biệt hơn nữa. Ông ấy bắt đầu các khóa học của mình bằng cách hỏi các sinh viên của mình câu hỏi, "Nếu mọi thứ bạn cần biết về bộ não là một dặm, thì chúng ta đã đi được bao xa trong dặm này?" Ông nói rằng học sinh đưa ra các câu trả lời như ba phần tư dặm, nửa dặm, một phần tư dặm, v.v. - nhưng ông tin rằng câu trả lời thực sự là “khoảng ba inch” cho thấy rằng chúng ta chưa thực sự hiểu nhiều về bộ não của chúng ta cho lắm.
Nhà khoa học thần kinh Moran Cerf, đã chia sẻ là một nhà khoa học thần kinh cũ nói rằng chỉ ra lý do tại sao cố gắng làm chủ bộ não là một điều khó hiểu: “Nếu bộ não con người đơn giản đến mức chúng ta có thể hiểu được nó, chúng ta sẽ quá đơn giản mà chúng ta đã không thể. "

The brain, zoomed out

Chúng ta hãy xem xét các phần chính của não bằng cách sử dụng mặt cắt bán cầu. Và đây là những gì bộ não trông giống như trong đầu của bạn: 


Bây giờ, chúng ta hãy đưa não ra khỏi đầu và loại bỏ bán cầu não trái, giúp chúng ta có cái nhìn tốt về bên trong:



Nhà thần kinh học Paul MacLean đã lập một sơ đồ đơn giản minh họa ý tưởng cơ bản mà chúng ta đã nói trước đó về bộ não của loài bò sát xuất hiện đầu tiên trong quá trình tiến hóa, sau đó được xây dựng bởi động vật có vú và cuối cùng được xây dựng lại để cung cấp cho chúng ta bộ ba não của chúng ta


The Reptilian Brain: The Brain Stem (and Cerebellum)

Reptilian là phần tối cổ nhất của bộ não chúng ta:


1. The medulla oblongata

The medulla oblongata muốn bạn không chết. Nó thực hiện các nhiệm vụ như kiểm soát những thứ không tự nguyện như nhịp tim, nhịp thở và huyết áp của bạn, cùng với đó là khiến bạn nôn ra khi nghĩ rằng bạn đã bị đầu độc

2.The Pons

The pons thực hiện một chút việc này và một chút việc kia. Nó giải quyết vấn đề nuốt, kiểm soát bàng quang, biểu hiện trên khuôn mặt, nhai, nước bọt, nước mắt và tư thế  thực sự là bất cứ điều gì mà nó có tâm trạng 
3.The midbrain
Midbrain  liên quan đến thị giác, thính giác, kiểm soát vận động, sự tỉnh táo, kiểm soát nhiệt độ và một loạt những thứ khác mà những người khác trong não đã làm. Phần còn lại của não dường như cũng không ăn nhập với midbrain, vì chúng đã tạo ra sự phân chia “forebrain, midbrain, hindbrain” không đồng đều một cách kỳ lạ, cố ý cô lập midbrain trong khi mọi phần khác thì đi chơi.


Một điều nữa đó chính là pons và midbrain là hai trong số chúng điều khiển chuyển động mắt tự nguyện của bạn, đó là một công việc khá hợp pháp. Vì vậy, nếu ngay bây giờ bạn di chuyển mắt xung quanh, đó là bạn đang làm điều gì đó cụ thể với pons và midbrain của bạn.
3.The cerebellum


Cerebellum (tiếng Latinh có nghĩa là "não nhỏ") là một đặc điểm chính của não sau của tất cả các động vật có xương sống. Mặc dù thường nhỏ hơn cerebrum , nhưng ở một số loài động vật như cá mormyrid, nó có thể lớn bằng hoặc thậm chí lớn hơn. Ở người, Cerebellum đóng một vai trò quan trọng trong việc điều khiển vận động. Nó cũng có thể tham gia vào một số chức năng nhận thức như chú ý và ngôn ngữ cũng như kiểm soát cảm xúc như điều chỉnh phản ứng sợ hãi và khoái cảm nhưng các chức năng liên quan đến chuyển động của nó được thiết lập vững chắc nhất.
(còn tiếp)